(57)【要約】      （修正有）【課題】切削油剤を噴霧化したミストの吐出圧及び吐出量の安定化を図ることが可能なラインボーリング加工装置を提供する。【解決手段】ラインボーリング加工装置１は、工具７〜９を有し、回転及び軸方向移動可能なアーバ５と、アーバ５を支持する支持部１０、２０、３０と、を少なくとも備え、支持部１０、２０、３０に支持されると共にクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅに挿入された状態のアーバ５が回転及び軸方向移動することにより、工具７〜９がクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅの内面を切削加工する装置であり、アーバ５はアーバ内流路６を有し、中間支持部２０は支持部内流路３２と、アーバ５を支持する支持面に形成された凹部３３と、を有しており、ミスト発生装置４１から支持部内流路３２、凹部３３、及び、アーバ内流路６を介して、中間支持部３０より先端側の工具７〜９にミストを供給する。【選択図】図２
2005177872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具を有し、回転及び軸方向移動可能な回転ロッドと、
前記回転ロッドを回転及び軸方向移動可能に支持する支持部と、を少なくとも備え、
前記支持部に支持されると共に被加工孔に挿入された状態の前記回転ロッドが回転及び軸方向移動することにより、前記工具が前記被加工孔の内面を切削加工するラインボーリング加工装置であって、
前記支持部を介して前記工具に流体を供給する流体供給手段をさらに備えたラインボーリング加工装置。
【請求項２】
前記流体供給手段は、
前記回転ロッドの内部に形成された回転ロッド内流路と、
前記支持部の内部に形成された支持部内流路と、
前記支持部において前記回転ロッドを支持する支持面に形成された凹部と、を有し、
前記支持部内流路、前記凹部、及び、前記回転ロッド内流路を介して、前記工具に前記流体を供給する請求項１記載のラインボーリング加工装置。
【請求項３】
前記支持部内流路は、
液体が供給される液体供給用流路と、
気体が供給される気体供給用流路と、を含み、
前記液体供給用流路と前記気体供給用流路とは、前記支持部の内部で合流しており、
前記流体供給手段は、前記支持部の内部で、前記液体供給用流路から供給された前記液体と、前記気体供給用流路から供給された前記気体とから前記流体を生成する請求項２記載のラインボーリング加工装置。
【請求項４】
工具を有する回転ロッドを支持部により支持すると共に被加工孔に挿入した状態で、前記回転ロッドが回転及び軸方向移動しながら、前記被加工孔の内面を前記工具で切削加工するラインボーリング加工方法であって、
前記支持部を介して前記工具に流体を供給しながら、前記工具で前記被加工孔の内面を切削加工するラインボーリング加工方法。
【請求項５】
前記支持部の内部に液体を供給すると共に気体を供給して、前記支持部の内部で前記流体を生成する請求項４記載のラインボーリング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用エンジンのシリンダブロックにおけるクランクシャフトベアリング孔等の内周面の仕上げ加工に用いられるラインボーリング加工装置及びラインボーリング加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の工具を有し、回転及び軸方向移動可能な回転ロッドと、当該回転ロッドを回転及び軸方向移動可能に支持する支持部とを備え、回転ロッドを支持部に支持させると共に複数の被加工孔に挿入した状態で回転及び軸方向移動させることにより、各工具が各被加工孔の内面を実質的に同時に切削加工するラインボーリング加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなラインボーリング加工装置では、ラインボーリング加工に際して、被加工孔の内面と工具との潤滑、冷却及び洗浄等を行うために、回転ロッドの回転及び軸方向移動駆動端側から、当該回転ロッドの内部を介して、各工具（加工点）に対して切削油剤を供給している。
【０００４】
しかしながら、このような回転ロッドの一方の端部側（基端側）から切削油剤を供給するような構造では、他方の端部側に位置する加工点に向かうに従い、切削油剤の供給圧力が減少し、各加工点での切削油剤の吐出量にバラツキが生じてしまう。
【０００５】
特に、近年要求されている、切削油剤の使用を極力抑えてミスト噴霧を行うＭＱＬ（Minimum  Quantity  Lubrication）化に対応した場合に、ミスト供給源から加工点迄の距離が長いと、複数の加工点におけるミストの吐出圧や吐出量のバラツキが大きくなり、場合によってはミスト供給源から加工点迄の間の配管内にミストが付着して加工点に届かないことがある。
【特許文献１】特開２００１−１７９５１４号公報
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、切削油剤を噴霧化したミストの吐出圧及び吐出量の安定化を図ることが可能なラインボーリング加工装置及びラインボーリング加工方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、工具を有し、回転及び軸方向移動可能な回転ロッドと、前記回転ロッドを回転及び軸方向移動可能に支持する支持部と、を少なくとも備え、前記支持部に支持されると共に被加工孔に挿入された状態の前記回転ロッドが回転及び軸方向移動することにより、前記工具が前記被加工孔の内面を切削加工するラインボーリング加工装置であって、前記支持部を介して前記工具に流体を供給する流体供給手段をさらに備えたラインボーリング加工装置が提供される。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、工具を有する回転ロッドを支持部により支持すると共に被加工孔に挿入した状態で、前記回転ロッドが回転及び軸方向移動しながら、前記被加工孔の内面を前記工具で切削加工するラインボーリング加工方法であって、前記支持部を介して前記工具に流体を供給しながら、前記工具で前記被加工孔の内面を切削加工するラインボーリング加工方法が提供される。
【０００８】
本発明では、回転ロッドを、支持部に支持させると共に被加工孔に挿入させた状態で回転及び軸方向移動させて、当該回転ロッドが有する工具により被加工孔の内面を切削加工するラインボーリング加工装置及びラインボーリング加工方法において、支持部を介して前記工具に流体を供給する流体供給手段を具備させ、ラインボーリング加工に際し、この流体供給手段により支持部を介して前記工具に流体を供給する。
【０００９】
これにより、各加工点に対してより近い位置から流体を供給することが可能となるので、複数の加工点における流体の吐出圧や吐出量のバラツキを抑えることが出来、切削油剤を噴霧化したミスト等の流体を安定して供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係るラインボーリング加工の被加工物であるシリンダブロックの正面図、図２は本発明の実施形態に係るラインボーリング加工装置の断面図、図３は図２のIII部の拡大断面図、図４は図３のIV-IV線に沿った断面図である。
【００１２】
本発明の実施形態に係るラインボーリング加工装置１は、例えば、図１に示すような自動車用エンジンのシリンダブロック５０における５つのクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅ（被加工孔）の内面の仕上げ加工を行う装置であり、図２に示すように、主軸２の先端に、オルダムカップリング３を介して、アーバ５（回転ロッド）が連結されている。なお、被加工孔であるクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅは、図１では同軸上に重複して図示されているが、図２により、５つの被加工孔５１ａ〜５１ｅが同軸上に並んで配置されていることが分かる。
【００１３】
アーバ５は、クランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅに挿通された状態で、回転且つ図２中で左方向に後退しながら、当該周囲に取り付けられた中仕上加工用工具７及び最終仕上加工用工具８、９により、同軸上に並んだ５つのクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅの内面の仕上げ加工を行う。
【００１４】
なお、アーバ５は、特に図示しないが、工具７〜９が取り付けられる部分が断面非円形形状となっており、図４に示すように、工具７〜９が取り付けられない当該アーバ５の先端部分、基端部分及び中間部分（後述する先端側支持部１０、基端側支持部２０及び中間支持部３０に支持される部分）が断面円形形状となっている。また、アーバ５に及ぼす工具７〜９からの背分力負荷を減らすために、仕上工程は、中仕上加工と最終仕上加工とに分けられている。さらに、最終仕上工程は、図２に示すように、先ず、最終仕上加工用工具８により３つのクランクシャフトベアリング孔５１ａ、５１ｃ、５１ｅを、次に、最終仕上加工用工具９により２つのクランクシャフトベアリング孔５１ｂ、５１ｄを、それぞれ加工するような配置で、アーバ５の外周に工具７〜９が取り付けられている。
【００１５】
アーバ５の内部には、基端部側から各工具７〜９に対して、切削油剤を噴霧化したミストを供給するためのアーバ内流路６が形成されている。
【００１６】
このアーバ内流路６は、図２に示すように、アーバ５の内部を基端部側から先端近傍まで軸方向に沿って貫通した主流路６ａと、当該主流路６ａから分岐して各工具７〜９近傍に連通した第１の分岐路６ｂとを有しており、ミスト供給装置４０からアーバ内流路５の主流路６ａにミストが供給されると、当該ミストが主流路６ａから各第１の分岐路６ｂに分岐して、各工具７〜９に供給されるようになっている。さらに、このアーバ内流路６は、後述する中間支持部３０に支持される部分の内部に第２の分岐路６ｃを有している。この第２の分岐路６ｃについては後に詳述する。なお、ミスト供給装置４０では、切削油剤をエアーにより引きちぎって噴霧化することにより、ミストが生成される。
【００１７】
一方、上記のシリンダブロック５０が位置決め固定される治具側には、アーバ５を支持する３つの支持部、即ち、先端側支持部１０、基端側支持部２０、及び、中間支持部３０がそれぞれ設置されている。
【００１８】
先端側支持部１０は、図１中で右側端部のクランクシャフトベアリング孔５１ｅより右側に突出した先端部付近を支持しており、基端側支持部２０は、同図中で左側端部のクランクシャフトベアリング孔５１ａより左側の基端部付近を支持しており、中間支持部３０は、同図中の左側から３番目及び４番目のクランクシャフトベアリング孔５１ｃ、５１ｄの間を支持している。
【００１９】
上記の支持部の内の先端側支持部１０は、支持部本体１１にベアリング１２を介して回転スリーブ１３が回転可能に設けられている。回転スリーブ１３の内面には溝１３ａが形成されており、アーバ５が回転スリーブ１３に挿入される際に、この溝１３ａを各工具７〜９の頭部が通過する。
【００２０】
基端側支持部２０も同様に、支持部本体２１にベアリング２２を介して回転スリーブ２３が回転可能に設けられている。回転スリーブ２３の内面には溝２３ａが形成されており、アーバ５が回転スリーブ２３に挿入される際に、この溝２３ａを各工具７〜９の頭部が通過する。
【００２１】
アーバ５の外周には、各溝１３ａ、２３ａにそれぞれ入り込んでキーの役目を果たす連結具４０がアーバ５の長手方向２箇所に取り付けられている。アーバ５の表面から突出した各連結部４０の頭部が溝１３ａ、２３ａに入り込むことで、アーバ５と回転スリーブ１３、２３が一体で回転する。
【００２２】
これら先端側支持部１０及び基端側支持部２０は、クランクシャフトベアリング孔５０ｃ、５０ｄに両側が挟まれて配置されている中間支持部３０のような配置スペース上の制約が少ないことから、中間支持部３０と比較して全体として大型に形成されている。また、回転スリーブ１３、２３の軸方向長さは、支持部本体１１、２１より長く形成されて左右に突出している。
【００２３】
これに対し、中間支持部３０は、配置スペース上の制約が多いため、図２及び図３に示すように、先端端側支持部１０や基端側支持部２０のようなベアリング及び回転スリーブを有しておらず、アーバ５と共に一体回転することなく、アーバ５が挿入される挿入孔の内周面３１（支持面）が、アーバ５の外周面に直接接触してアーバ５を支持している。従って、加工に際しては、アーバ５の外周面が中間支持部３０の内周面３１に対して摺動しながら、アーバ５が回転及び移動動作する。
【００２４】
この中間支持部３０の内部には、図３及び図４に示すように、ミスト供給装置４１からミストが供給される支持部内流路３２が形成されている。また、この中間支持部３０の内周面３１には、周方向に沿って凹部３３が形成されており、この凹部３３に支持部内流路３２が連通している。さらに、当該中間支持部３０の内周面３１には、溝３１ａが形成されており、アーバ５が中間支持部３０に挿入される際に、この溝３１ａを工具７〜９の頭部が通過する。なお、ミスト供給装置４１では、上述の装置４０と同様に、切削油剤をエアーにより引きちぎって噴霧化することにより、ミストが生成される。
【００２５】
また、図４に示すように、この中間支持部３０に支持されるアーバ５の内部には、上述の主流路６ａから放射状に分岐し、中間支持部３０の内周面３１の凹部３３に対向するようにアーバ５の外周面で開口している４つの第２の分岐路６ｃが形成されている。従って、ミスト供給装置４１から支持部内流路３２を介して凹部３３に供給されたミストは、アーバ５の外周で開口した各第２の分岐路６ｃからアーバ内流路６に進入して、主流路６ａ及び第１の分岐路６ｂを介して、中間支持部３０より先端側の各工具７〜９に供給されるようになっている。
【００２６】
このように、中間支持部３０の内周面３１に周方向に沿って凹部３３を形成すると共に、当該凹部３３に対向するようにアーバ５の外周に開口する第２の分岐路６ｃをアーバ５の内部に形成することにより、この凹部３３と第２の分岐路６ｃを介して、回転していない中間支持部３０から、回転しているアーバ５の内部に形成されたアーバ内流路６にミストを供給することが可能となる。
【００２７】
図５は他の実施形態における中間支持部の図２のIII部に相当する拡大断面図である。
【００２８】
他の実施形態における中間支持部３０’では、上述の支持部内流路３２に代えて、図５に示すように、エアー供給用流路３４、切削油剤供給用流路３５、及び、ミスト供給用流路３６の３つの流路が当該中間支持部３０’の内部に形成されている。
【００２９】
このエアー供給用流路３４は、エアー供給装置４２に連結されて圧縮エアー等の圧縮された気体が供給される。これに対し、切削油剤供給用流路３５は、切削油剤供給装置４３に連結されて切削油剤等の液体が供給される。そして、液体供給用流路３５を介して供給された切削油剤は、エアー供給用流路３４を介して供給された圧縮エアーによって引きちぎられて噴霧化されて、微粒子液体状のミストが生成され、この生成されたミストは、ミスト供給用流路３６を介して凹部３３に供給される。
【００３０】
ＭＱＬ化に伴ってミストを供給する際にミスト供給源から加工点迄の距離が長い場合には、ミストが流路壁面に付着する等して加工点に到達し難い問題が生じるが、この他の実施形態のように、加工点の出来る限り近い中間支持部内でミストを生成して供給することにより、ミストが流路壁面に付着することなく加工点により安定して供給することが可能となる。
【００３１】
次に作用について説明する。
【００３２】
加工作業は、先ず、主軸２の図２中で右方向への前進移動により、アーバ５を図２に示す位置よりさらに右方向の位置であって、アーバ５の先端が回転スリーブ１３の右端部に相当する位置にセットする。このセッティングの際、工具７〜９の頭部が各回転スリーブ１３、２３及び中間支持部３０の各溝１３ａ、２３ａ、３１ａをそれぞれ通過することで、アーバ５が、各回転スリーブ１３、２３及び中間支持部３０に挿入される。
【００３３】
また、アーバ５をクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅに挿入する際には、シリンダブロック５０をアーバ５に対して僅かに上昇させることで、アーバ５の中心とクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅの中心とを相互にずらす。これにより、工具７〜９を装着した状態のアーバ５を、クランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅに挿入可能となる。挿入後は、シリンダブロック５０を下降させて、アーバ５とクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅの中心が相互に一致する正規の位置にて位置決め固定する。
【００３４】
そして、アーバ５の先端が回転スリーブ１３の右端部に位置している状態で、アーバ５の回転に伴って回転スリーブ１３、２３が一体回転しつつ、アーバ５を主軸２の後退移動により回転スリーブ１３、２３に対し、図２中で左方向に後退させる。これにより、先ず、５つの中仕上加工用工具７により、５つのクランクシャフトベアリング孔５１ａ〜５１ｅがそれぞれ同時に中仕上加工される。図２は、この中仕上加工が終了し、続いて行われる最終仕上加工開始直前の状態を示す。
【００３５】
図２の状態から、さらにアーバ５が回転しながら後退することで、３つの最終仕上加工用工具８により３つのクランクシャフトベアリング孔５１ａ、５１ｃ、５１ｅが最終仕上加工され、続いて２つの最終仕上加工用工具９により残りの２つのクランクシャフトベアリング孔５１ｂ、５１ｄが最終仕上加工される。
【００３６】
このようにアーバ５が回転して仕上加工を行う間、アーバ５の内部に形成されたアーバ内流路６の主流路６ａ及び第１の分岐路６ｂを介して、ミスト供給装置４０から各工具７〜９にミストが供給される。
【００３７】
また、中間支持部３０の内部に形成された支持部内流路３２を介して、ミスト供給装置４１から、中間支持部３０の内周面３１に形成された凹部３３にミストが供給される。さらに、この凹部３３に供給されたミストは、アーバ５の内部に形成されたアーバ内流路６の第２の分岐路６ｃに進入して主流路６ａに到達し、当該主流路６ａ及び第１の分岐路６ｂを介して、中間支持部３０より先端側に位置する各工具７〜９に供給される。
【００３８】
また、凹部３３に供給されたミストは、回転するアーバ５と、回転しない中間支持部３０の支持面３１とを潤滑させる。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係るラインボーリング加工装置及びラインボーリング加工方法では、回転ロッドを支持する支持部を介して工具にミストを供給しながらラインボーリング加工を行うことにより、各加工点に対してより近い位置からミストを供給することが可能となるので、複数の加工点におけるミストの吐出圧や吐出量のバラツキを抑えることが出来、ミストを安定して供給することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態に係るラインボーリング加工装置では、支持部の内周面に凹部を形成して、当該凹部を介して支持部から回転ロッド内にミストを供給することにより、回転しない支持部から、回転する回転ロッドの内部に形成された回転ロッド内流路にミストを供給することが可能となる。また、この凹部に供給されたミストにより、回転しない支持部と回転する回転ロッドとが潤滑される。
【００４１】
さらに、本実施形態に係るラインボーリング加工装置及びラインボーリング加工方法では、支持部の内部でミストを生成することにより、加工点の出来る限り近傍でミストを生成して供給することが出来るので、ミストが流路壁面に付着することなく加工点に安定して供給することが可能となる。
【００４２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。上述の実施形態では、ＭＱＬ化のためにミストを供給するように説明したが、本発明では特にこれに限定されず、従来の液体状の切削油剤を工具に供給するようにしても良い。また、上述の本実施形態では、シリンダブロックのクランクシャフトベアリング孔を被加工孔として説明したが、本発明では特に限定されず、例えば、シリンダヘッドのカムシャフトベアリング孔のラインボーリング加工に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るラインボーリング加工の被加工物であるシリンダブロックの正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るラインボーリング加工装置の断面図である。
【図３】図３は、図２のIII部の拡大断面図である。
【図４】図４は、図３のIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態における中間支持部の図２のIII部に相当する拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…ラインボーリング加工装置
２…主軸
３…オルダムカップリング
５…アーバ
６…アーバ内流路
６ａ…主流路
６ｂ…第１の分岐路
６ｃ…第２の分岐路
７…中仕上加工用工具
８、９…最終仕上加工用工具
１０…先端支持部
１１…支持部本体
１２…ベアリング
１３…回転スリーブ
１３ａ…溝
２０…基端支持部
２１…支持部本体
２２…ベアリング
２３…回転スリーブ
２３ａ…溝
３０…中間支持部
３１…内周面
３１ａ…溝
３２…支持部内流路
３３…凹部
３４…気体供給用流路
３５…液体供給用流路
３６…ミスト供給用流路
４０、４１…ミスト供給装置
４２…エアー供給装置
４３…切削油剤供給装置
５０…シリンダブロック
５１ａ〜５１ｅ…クランクシャフトベアリング孔
【図１】
2005177872.tif 000003
【図２】
2005177872.tif 000004
【図３】
2005177872.tif 000005
【図４】
2005177872.tif 000006
【図５】
2005177872.tif 000007